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专题07二项分布、超几何分布与正态分布
知识点1.伯努利试验
(1)伯努利试验的概念
把只包含两个可能结果的试验叫做伯努利试验.
(2)n重伯努利试验的两个特征
①同一个伯努利试验重复做n次;
②各次试验的结果相互独立.
知识点2.二项分布
一般地,在n重伯努利试验中,设每次试验中事件A发生的概率为p(0p1),用X表示事件A发生的次数,则X的分布列为P(X=k)=,k=0,1,2,,n.如果随机变量X的分布列具有上式的形式,则称随机变量X服从二项分布,记作XB(n,p).
知识点3.二项分布的期望与方差
一般地,如果XB(n,p),那么E(X)=np,D(X)=np(1-p).
知识点4.超几何分布
(1)定义
一般地,假设一批产品共有N件,其中有M件次品.从N件产品中随机抽取n件(不放回),用X表示抽取的n件产品中的次品数,则X的分布列为P(X=k)=,k=m,m+1,m+2,,r.其中n,N,M∈,MN,nN,m={0,n-N+M},r=.如果随机变量X的分布列具有上式的形式,那么称随机变量X服从超几何分布.
若随机变量X服从超几何分布,则其均值E(X)==np.
(2)求超几何分布的分布列
①判断随机变量是不是服从超几何分布;
②套用超几何分布中的概率公式,注意理解公式中各量的意义.
知识点5.超几何分布与二项分布的关系
(1)超几何分布与二项分布都是随机变量取非负整数值的离散分布,表面上看,两种分布的概率求解有
截然不同的表达式,但看它们的概率分布列,会发现其相似点.超几何分布与二项分布是两个非常重要的概率模型,许多实际问题都可以利用这两个概率模型来求解.在实际应用中,理解并辨别这两个概率模型是至关重要的.
(2)事实上,在次品件数为确定数M的足够多的产品中,任意抽取n件(由于产品件数N无限多,无放回与有放回无区别,故可看作n重伯努利试验),其中含有次品的件数服从二项分布.
知识点6.正态曲线与正态分布
1.我们称f(x)=eq\f(1,σ\r(2π)),x∈R,其中μ∈R,σ0为参数,为正态密度函数,称其图象为正态分布密度曲线,简称正态曲线.
2.若随机变量X的概率密度函数为f(x),则称随机变量X服从正态分布,记为X~N(μ,σ2).特别地,当μ=0,σ=1时,称随机变量X服从标准正态分布.
3.若X~N(μ,σ2),如图所示,X取值不超过x的概率P(X≤x)为图中区域A的面积,而P(a≤X≤b)为区域B的面积.
知识点7.正态曲线的特点
1.对?x∈R,f(x)0,它的图象在x轴的上方.
2.曲线与x轴之间的面积为1.
3.曲线是单峰的,它关于直线x=μ对称.
4.曲线在x=μ处达到峰值eq\f(1,σ\r(2π)).
5.当|x|无限增大时,曲线无限接近x轴.
6.当σ一定时,曲线的位置由μ确定,曲线随着μ的变化而沿x轴平移,如图①.
7.当μ一定时,曲线的形状由σ确定,σ较小时曲线“瘦高”,表示随机变量X的分布比较集中;σ较大时,曲线“矮胖”,表示随机变量X的分布比较分散,如图②.
知识点8.正态总体在三个特殊区间内取值的概率值及3σ原则
P(μ-σ≤X≤μ+σ)≈0.6827;
P(μ-2σ≤X≤μ+2σ)≈0.9545;
P(μ-3σ≤X≤μ+3σ)≈0.9973.
尽管正态变量的取值范围是(-∞,+∞),但在一次试验中,X的取值几乎总是落在区间[μ-3σ,μ+3σ]内,而在此区间以外取值的概率大约只有0.0027,通常认为这种情况在一次试验中几乎不可能发生.
在实际应用中,通常认为服从于正态分布N(μ,σ2)的随机变量X只取[μ-3σ,μ+3σ]中的值,这在统计学中称为3σ原则.
考点1n重伯努利试验的概率
【例1】(河南省开封市五县2022-2023学年高二下学期期中考试数学试卷)甲、乙两名同学进行羽毛球比赛,比赛采取5局3胜制,假设每局比赛相互独立且没有平局,若每局比赛甲胜的概率为,则比赛在第4局结束的概率为(????)
A. B. C. D.
【解后感悟】n重伯努利试验概率求法的三个步骤
(1)判断:依据n重伯努利试验的特征,判断所给试验是否为n重伯努利试验.
(2)分拆:判断所求事件是否需要分拆.
(3)计算:就每个事件依据n重伯努利试验的概率公式求解,最后利用互斥事件概率加法公式计算.
【变式1-1】(山东省滨州市六校联考2022-2023学年高二下学期期中质量监测数学试题)甲、乙两选手进行乒乓球比赛的初赛,已知每局比赛甲获胜的概率是,乙获胜的概率是,若初赛采取三局
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